Гравитационное обогащение

1. Гравитационное обогащение

Современные изменения в области гравитационного обогащения относятся главным образом к созданию высокопроизводительного, высокоэффективного, но недорогого оборудования; современные гравитационные фабрики просты и недороги по сравнению с более ранними.

Относительная дешевизна гравитационного обогащения крупных частиц обусловливает его преимущество при определении способа отсортировки относительно крупных безрудных отходов даже на больших флотационных фабриках.

Сколько руды измельчают до флотационной крупности, не задумываясь о действительной степени раскрытия ценных минералов? Сколько материальных и трудовых ресурсов можно сэкономить, не придерживаясь принципа измельчать каждую тонну руды до крупности, требуемой для флотации?

Сколько раз имелась альтернатива, в то время как применялись дорогостоящие процессы, хотя гравитационное обогащение было не только дешевле, но и обеспечивало лучшие характеристики получаемых продуктов?

Например, в работе показано, что гравитационное обогащение золота перед цианированием, используемым только в качестве контрольной операции, обеспечивает значительное повышение извлечения очень тонкого золота.

С точки зрения экономики и затрат как труда, так и материалов не имеет смысла игнорировать любой путь, который может существенно уменьшить и то, и другое. Так, где может быть использовано гравитационное обогащение? Очевидно, в настоящее время в угольной и железорудной отраслях промышленности гравитационное разделение считают основным методом обогащения. А в других областях?

Гравитационное обогащение предпочтительно использовать для богатых руд, раскрытие минералов которых происходит при крупных размерах частиц, россыпных месторождений, а также для предварительного обогащения и переработки руд в отдаленных районах или там, где требуются минимальные затраты. Наиболее трудно перерабатывать жильные руды. В стадии сокращения крупности всегда получается определенная доля шламов, труднее всего извлекаемых гравитационными методами. Эффективность обогащения наиболее тяжелых минералов россыпных месторождений высока, так как обычно в них порода полностью раскрывается с малым образованием шламов, а крупная фракция безрудна (пустая).

Гравитационное обогащение — практически универсальный способ переработки бедных руд россыпных месторождений, как в Северной Америке, так и в СНГ. И хотя применяемая технология может выглядеть архаичной, она проста, недорога, потребляет мало энергии и остается наиболее экономичной.

Главная проблема гравитационного обогащения— извлечение шламов— заключена в самом процессе. Разделение по плотности обычно происходит при пропускании друг за другом через процесс отдельных частиц. Это требует большой площади концентрации.

Даже наиболее сложные гравитационные аппараты для переработки шламов ограничивают нижний предел крупности практически 10 мкм.

Однако в настоящее время гравитационное обогащение используется для переработки не одного-двух, а целого ряда минералов— от андалузита до циркона, от угля до алмазов, от минеральных песков до оксидов металлов и от’ промышленных минералов до редких металлов.

Несмотря на то, что гравитационные методы издавна широко используются во всем мире для обогащения многих минералов, не существует точной науки, которая могла бы дать модель и математическое описание процесса. Очевидно, что очень разнородное оборудование используется из-за недостаточного понимания процессов гравитационного обогащения. В течение, длительного времени различные исследователи изучают механизм действия этого оборудования; однако единой теории обогащения не существует, и она не может быть создана.

2. Общие принципы разделения частиц при гравитационном обогащении

Гравитационными процессами обогащения называются процессы, в которых разделение минеральных частиц, отличающихся плотностью, размером или формой, обусловлено различием в характере и скорости их движения в среде под действием силы тяжести и сил сопротивления.

К гравитационным процессам относятся отсадка, концентрация на столах, обогащение на шлюзах, желобах, винтовых сепараторах, обогащение в тяжелых жидкостях и суспензиях, гравитационная классификация, сгущение пульпы и частично промывка руд.

В качестве среды, в которой осуществляется гравитационное обогащение, используют воду, воздух, тяжелые суспензии и жидкости.

Разделение частиц при гравитационном обогащении обычно происходит в движущейся среде с достаточно большим содержанием твердого. В этих условиях на частицы кроме силы тяжести действуют силы:

гидродинамические (подъемная сила и сила сопротивления при обтекании частиц жидкостью);

возникающие при столкновении частиц и их трении;

трения частиц о дно или стенки машины, в которой осуществляется обогащение.

Определяющей силой является гравитационная, хотя ее действие нельзя рассматривать изолированно от других указанных сил. Гравитационная сила определяется массой тела и ускорением свободного падения сообщение частицам знакопеременных симметричных ускорений (например, с помощью вибраций) со средним значением больше неизбежно уменьшает влияние гравитационной силы, увеличивая перемешивание частиц, что в конечном счете должно приводить к ухудшению процесса разделения. Поэтому в применяемых на практике гравитационных машинах и аппаратах (за исключением промывочных машин), ускорение,